目前,一些国家将可降解塑料作为继金属材料、无机材料和高分子材料之后的第四种重要应用材料,已成为发达国家的研发重点。特别是近年来,生物降解塑料在世界范围内的发展比较迅速。其产品已广泛应用于包装领域。但目前世界上还没有一家企业能提供一种有效、耐用、能被市场接受的可降解塑料。只有美国、英国、意大利和日本能生产出完全可降解的塑料来垄断数十亿美元的国际市场。国际上的生物降解塑料主要有四大品牌:美国的NOVON,意大利的Mater-Bi,英国的BLOPODT,日本的BLONLE,真正形成工业化生产的只有意大利的Mater-Bi。该产品仍有一些缺点, 并且产品价格高达7000多美元/吨,难以大规模推广应用。
材料合成利用微生物合成制备可生物降解的聚合物,如建立一些新的模型和概念,通过微生物发酵获得新结构的聚合物;可回收的农业原料和开发的制备细菌聚合物的方法;用酶催化聚合物合成新材料;酶的立体选择性单体用于在酶的作用下合成和修饰生物高分子。
生物可降解聚合物,如与天然聚合物结构相似的聚合物,是通过有机合成制备的,建立了聚合物结构、形态与生物可降解性之间的关系。通过内酯、环氧化合物、环状碳酸酯和酸酐的开环聚合,得到了一种新型可生物降解聚合物。对多糖进行改性,得到一种新型可降解加工材料。
生物降解塑料是指能被土壤中的微生物分解的塑料。在细菌或其水解酶的帮助下,物质可以分解为二氧化碳、水、蜂窝状多孔物质和盐类,这些物质可以被微生物进一步分解,重新进入生物圈,是各国研发的热点。因此,生物降解塑料一般是指具有一定机械强度,能被自然环境中的细菌、霉菌、藻类等微生物完全或部分分解而不造成环境污染的新型塑料。生物降解的机理主要是细菌或其水解酶将高分子量的聚合物分解成小分子量的片段,再由细菌进一步分解成二氧化碳和水。